Устройство для заряда и разряда аккумуляторных батарей

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к устройствам для формовки при производстве и заряде (подзаряде) аккумуляторов и аккумуляторных батарей (АБ) в процессе их эксплуатации, и может быть использовано в системах электроснабжения стационарных и подвижных автономных объектов со средствами форсированного заряда АБ асимметричным током (AT) от источника переменного тока (ИПТ) и источника постоянного тока, например, типа АБ. Цель изобретения-улучшение удельных энергетических показателей при заряде от трехфазного источника переменного тока путем уменьшения мощностей искажений и несимметрии и уменьшения несимметрии его фазных токов. Устройство для заряда и разряда аккумуляторных батарей содержит заряжаемую 1 и разряжаемую 2 аккумуляторные батареи и источник 3 переменного тока. Положительный 4 и отрицательный 5 выходные выводы устройства соединены с заряжаемой батареей АБ 1, а разряжаемая батарея АБ 2-е положительной 6 и отрицательной 7 клеммами. Диод 8 подключен к отрицательной клемме7 и к фазному(линейному) выводу 14 источника 3. Диод 9 соединяет положительный выходной вывод 4 с положительной клеммой 6. Зарядно-разрядный конденсатор 10 подключен к положительному выводу 4 и к выводу 12 источника 3. Вывод 12 соединен через токоограничивающий конденсатор 11 с клеммой 6. Фазный вывод 13 источника 3 подключен к отрицательному выходному выводу 5. Все выводы источника 3 подключены к обмоткам ИПТ, которые MO. ут быть соединены по схеме треугольника, звезды, а также - с выводом нейтрали 1 ил (Л С И ел о о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1735968 А1 (19) (! 1) (51)5 Н 02 J 7/10, 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (р

1М

О 0

00,1

L (21) 4366211/63 (22) 18,01.88 (46) 23,05,92. Бюл. N 19 (72) В.Д. Московцев, А.Г, Николаев и Н.А. Шумаков (53) 621.355,163(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N411552,,кл. Н 02 J 7/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N387482,,кл. Н 02 J7/02,,1973.

Авторское свидетельство СССР

N- 475976, кл. G 05 F 1/12, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 537407, кл. Н 02 J 7/12, 1976, Авторское свидетельство СССР

¹982148,,кл. Н 02 J 7/12, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА И РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для формовки при производстве и заряде (подзаряде) аккумуляторов и аккумуляторных батарей (АБ) в процессе их эксплуатации, и может быть использовано в системах электроснабжения стационарных и подвижных автономных объектов со средствами форсированного заряда АБ асимметричным током (AT) от источника переменного тока (ИПТ) и источника постоянного тока, например, типа АБ. Цель изобретения — улучшение удельных энергетических показателей при заряде от трехфазного источника переменного тока путем уменьшения мощностей искажений и несимметрии и уменьшения несимметрии

его фазных токов. Устройство для заряда и разряда аккумуляторных батарей содержит заряжаемую 1 и разряжаемую 2 аккумуляторные батареи и источник 3 переменного тока. Положительный 4 и отрицательный 5 выходные выводы устройства соединены с заряжаемой батареей АБ 1, а разряжаемая батарея АБ 2 — с положительной 6 и отрицательной 7 клеммами. Диод 8 подключен к отри цател ь ной клемме 7 и к фаз ному (ли нейному) выводу 14 источника 3. Диод 9 соединяет положительный выходной вывод 4 с положительной клеммой 6. Зарядно-разрядный конденсатор 10 подключен к положительному выводу 4 и к выводу 12 источника 3. Вывод 12 соединен через токоограничивающий конденсатор 11 с клеммой

6. Фазный вывод 13 источника 3 подключен к отрицательному выходному выводу 5. Все выводы источникэ 3 подключены к обмоткам ИПТ, которые мо ут быть соединены по схеме треугольника. звезды, а также — с выводом нейтрали. 1 ил.

1735968

55

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для формовки при производстве и заряде (подзаряде) аккумуляторов и аккумуляторных батарей (АБ) в процессе их эксплуатации, и может быть использовано в системах электроснабжения стационарных и подвижных автоном н ых объектов со средствами форсированного заряда АБ асимметричным током (AT) от источника переменного тока (ИПТ) и источника постоянного тока, например, типа АБ.

Известно устройство для заряда (УЗ) АБ

AT от двух источников: от одного ИПТ— через выпрямитель, а от другого ИПТ вЂ” через зарядно-разрядный конденсатор (3PK).

В качестве этих источников используют, например, две фазы трехфазного ИПТ (ТИПТ), проводящие через заряжаемую АБ постоянную и переменную составляющие

АТ, Однако эти устройства характеризуются низкими энергетическими показателями, поэтому их применяют крайне редко. .Известно также устройство заряда с двумя АБ и инвертором напряжения, включенным на выходе управляемого выпрямителя однофазного ИПТ.

Недостатком этого устройства является необходимость использования в нем промежуточного автотрансформатора, регулирующего зарядный ток АБ путем изменения напряжения на входе управляемого выпрямителя. Это увеличивает массу, а наличие двух дросселей, включенных в цепи зарядно-разрядного конденсатора дополнительно, ухудшает удельные энергетические показатели устройства в целом.

Кроме того, известно устройство для заряда и разряда АБ, содержащее источник питания, выпрямитель, два диода, реактивное токоограничивающее сопротивление, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения заряжаемой АБ и положительную и отрицательную клеммы для соединения с разряжаемой АБ, Недостатками этого устройства я вля ются относительно большие потери энергии при проведении импульсов зарядного тока

АБ, обусловленные последовательным включением трех вентилей (двух в управляемом выпрямителе и третьего — диода), а также сравнительно низкой добротностью зарядной цепи с дросселем и связанным с этим увеличением габаритов и массы УЗ, что приводит к ухудшению его удельных энергетических показателей, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для заряда и разряда аккумуляторных бата5

45 рей, содержащее источник переменного тока, два диода, зарядно-разрядный конденсатор, токоограничивающий конденсатор (ТК), положительный и отрицательный выходные выводы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, положительную и отрицательную клеммы для соединения с разряжаемой аккумуляторной батареей, причем анод первого диода подключен к положительной клемме и через токоограничивающий конденсатор — к первому фазному выводу источника переменного тока, а его катод — к положительному выходному выводу и через зарядно-разрядный конденсатор также к первому фазному выводу источника переменного тока, катод второго диода подключен к отрицательной клемме, второй фазный вывод источника переменного тока соединен с отрицательным выходным выводом.

Источниками энергии при заряде АБ служат трехфазные источники переменного тока, использование которых в однофазном режиме вносит несимметрию в работу фаз источника и тем самым ухудшает его удельно-энергетические показатели. Это является основным недостатком этого устройства.

Цель изобретения — улучшение удельныхх энергетических показателей при заряде от трехфазного источника переменного тока путем уменьшения мощностей искажений и несимметрии и уменьшения несимметрии

его фазных токов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для заряда и разряда аккумуляторных батарей, содержащем источник переменного тока, два диода, зарядно-разрядный конденсатор, токоограничивающий конденсатор, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, положительную и отрицательную клеммы для соединения с разряжаемой аккумуляторной батареей, причем анод первого диода подключен к положительной клемме и через токоограничивающий конденсатор— к первому фазному выводу источника переменного тока, а его катод — к положительному выходному выводу и через зарядно-разрядный конденсатор также с первому фазному выводу источника переменного тока, катод второго диода подключен к отрицательной клемме, второй фазный вывод источника переменного тока соединен с отрицательным выходным выводом, источник переменного тока снабжен третьим фазным выводом, который подключен к аноду второго диода.

Устройство содержит заряжаемую 1 и разряжаемую 2 аккумуляторные батареи и

1735968

10. Второй фазный вывод 13 источника 3 подключен к отрицательному выходному выводу 5. Фазные выводы 12 — 14 подключены к обмоткам ТИПТ, которые могут быть соединены треугольником, звездой. в том

25 числе и с выводом нейтрали.

При рассмотрении работы устройства считаем, что фазные (линейные) напряжения ТИПТ сдвинуты друг относительно друга на 120 эл. град, а также, что в системе прямой порядок чередования фаз, фазные обмотки источника 3 соединены по схеме треугольника, а в исходном состоянии конденсаторы 10 и 11 разряжены, линейное напряжение на выводах 12 и 14 равно нулю (в последующие моменты времени потенци-. ал вывода 14 превышает потенциал вывода

12), а линейные напряжения 12 — 13 и 13 — 14— одинаковы по величине.

В устройстве можно выделить пять

30 групп а, б, в, г, д каналов; а) каналы передачи энергии разряжаемой АБ 2 и ТИПТ в ТК; б) каналы передачи энергии от заряжаемой

АБ1 и ТИПТ в 3РК; в) каналы передачи энергии от 3РК и ТИПТ в заряжаемую АБ1; г) 35 каналы передачи энергии от ТК и ТИПТ в

40 заряжаемую АБ1; д) каналы непосредственной передачи энергии от разряжаемой АБ2 и ТИПТ в заряжаемую АБ1.

Через каналы группы а) по цепям: 2 — 6—

11 — 12 — 14 — 8 — 7 — 2 и 2 — 6 — 11 — 12 — 13 — 14 — 8 — 7 — 2 осуществляется заряд ТК 11 от разряжаемой

АБ2 и ТИПТ до напряжения (Vp+ Ч. max), где Vp— напряжение разряжаемой АБ2 Ч max — амплитудное значение напряжения источника 3.

Этот заряд прекращается в момент времени, когда напряжение ТИПТ достигнет амплитудного значения;

Одновременно через каналы группы .б} по цепям: 1 — 4 — 10 — 12 — 13 — 5-1 и 1 — 4 — 10 — 12—

14 — 13 — 5 — 1 осуществляется подразряд (импульсный) заряжаемой АБ1 на конденсатор

10 (3PK 10). Он импульсно зарядится до напряжения (Va - V, max), где Va — напряжение заряжаемой АБ, Этот зарядный импульс

3РК 10 завершится в момент достижения, источник 3 переменного тока, Положительный 4 и отрицательный 5 выходные выводы устройства соединены с заряжаемой батареей 1, АБ1, а разряжаемая батарея 2 (АБ2)— с положительной 6 и отрицательной 7 клеммами соответственно. Диод 8 подключен к отрицательной клемме 7. Диод 9 соединяет положительный выходной вывод 4 с положительной клеммой 6, Зарядно-разрядныйконденсатор 10 подключен к положительно- 10 му выходному выводу 4, а положительная клемма 6 через токоограничивающий конденсатор 11 соединена с первым фазным выводом 12 источника 3 и конденсатором напряжением источника своего амплитудного значения.

При уменьшении мгновенного значения напряжения источника энергия, запасенная в 3РК 10, возвращается в АБ1 через каналы группы в) по цепям: 10 — 4 — 1 — 5 — 13—

12 — 10 и 10 — 4 — 1 — 5 — 13 — 14 — 12 — 10, Энергия, запасенная в ТК 11, канализируется через каналы группы г) по цепям: 11 — 9 — 4 — 1 — 5—

13 — 12 — 11 и 11 — 9 — 4 — 1 — 5 — 13 — 14 — 12 — 11. АБ по этим цепям заряжается до напряжения (Нр + 2Ч. п ах)

Кроме того, через каналы группы д) по цепям: 2 — 6 — 9 — 4 — 1 — 5 — 13 — 14 — 8 — 7 — 2 и 2 — 6 — 9—

4 — 1 — 5 — 13 — 12 — 14 — 8 — 7 — 2 осуществляется импульсная передача энергии в АБ1 на интервале времени, когда (Vp+ V.) > Va, где

V — мгновенное значение напряжения

ТИ ПТ.

В процессе заряда ТК, 3РК и передачи энергии в заряжаемую АБ1 (при работе всех групп а — д каналов) загружены все фазы источника 3, что практически исключает несимметрию токов его фаз, все три линии нагружаются одинаково, поэтому мощность несимметрии фазовых токов ТИПТ и мощность искажений ТИПТ близки к нулевому значению, если обмотки ТИПТ соединены треугольником.

Формула изобретения

Устройство для заряда и разряда аккумуляторных батарей, содержащее источник переменного тока, два диода, зарядно-разрядный конденсатор, токоограничивающий конденсатор, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, положительную и отрицательную клеммы для соединения с разряжаемой аккумуляторной батареей, причем анод первого диода подключен к положительной клемме и через токоограничивающий конденсатор — к первому фазному выводу источника переменного тока, а его катод — к положительному выводу и через зарядно-разрядный конденсатор также к первому фазному выводу источника переменного тока, катод второго диода подключен к отрицательной клемме, второй фазный вывод источника переменного тока соединен с отрицательным выходным выводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей при заряде от трехфазного источника переменного тока путем уменьшения мощностей искажений и несимметрии и уменьшения несимметрии его .фазных токов, источник переменного тока снабжен третьим фазным выводом, который подключен к аноду второго диода.